Полиуретановая эмаль

 

Использование: защита металлических и бетонных конструкций в морской воде, в ледовых условиях, кислых и щелочных средах. Сущность изобретения: в композиции состава, мас„%: полиядерный продукт полимеризации дифенилметандииэоциана.та 22,5-28,1, полиоксипропилентриол с мол.м. 450- 550 16,5-18,3, эпоксидная диановая , смола 17,2-19,4, наполнитель - пиг- .мент 16,0-22,4 и растворитель остальное , включен наполнитель - пигмент состава, масД: черный или красный железоокисленный пигмент 18,0-20,0, барит 41,0-52,0, микротальк 10,0- 15,0, графит 6,0-7,0, углеродная сажа 13,0-16,5, алюминиевая пудра 0,5-1,0, 3 табл., 1 ил. ч ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕС КИХ

РЕСПУБЛИК

С 09 D 175/OS //C 09 D 5/08 (51)5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ.мент 16,0-22,4 и растворитель остальное, включен наполнитель - пигмент состава, мас, : черный или красный железоокисленный пигмент 18,0-20,0, барит 41,0-52,0, микротальк 10,0

15,0, графит 6,0-7,0, углеродная сажа 13,0-16,5, алюминиевая пудра

0,5-1,0, 3 табл., 1 ил, ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) (21) 4806965/05 (22) 05.02.90 (46) 23,08.93. Бюл. Р 31

,(71) Институт химии оысокомолекуляр. ных соединений AH УССР (72) Т.И.Кадурина, Л.И.Лаевская, P.Í.Ñêðûí÷åíêî, С.И.Омельченко и С.И.Лобок (56) Омельченко С.И. Сложные олигомеры и полимеры на их основе. Киев.

"Наукова думка", 1976, с. 67-68 °

Авторское свидетельство СССР

N 525733, кл. С 09 D 3/72, 1976.

Авторское свидетельство СССР

N 1161528, кл. С 09 D 3/72, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Р 1190246, кл. G OI N 25/56, 1971 °

Изобретение относится к полимерным лакокрасочным материалам, а именно полиуретановым эмалям, предназначенным для защиты металлических, конструкционных, полимерных бетонных и др. поверхностей, эксплуатярующихся в условиях повышенной влажности, в морской воде, в ледовых условиях, а также в кислых и щелочных средах при нормальных и низких температурах.

Известны полиуретановые композиции на основе сложного полиэфира и полиизоцианата для получения покрытий (1), однако покрытил на основе данной композиции имеют низкую водостойкость, неустойчивы в других агрессивных средах.

„„,Я „„1835420 А1 (54) ПОЛИУРЕТАНОВАЛ ЭМАЛЬ (57) Использование: защита металлических и бетонных конструкций в морской воде, в ледовых условиях, кислых и щелочных средах. Сущность изобретения: в композиции состава, мас.Ф: полиядерный продукт полимеризации дифенилметандииэоцианата 22,5-28,1, полиоксипропилентриол с мол.м. 450550 16,5-18,3, эпоксидная диановая смола 17,"--19,4, наполнитель - пигИзвестна композиция для получения полиуретановой антикоррозионной эмали холодного отверждения (2). Мокрытия на основе данного состава имеют хорошие физико-механические свойства и водостойкость, но не устойчивы к низким температурам.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является состав для полиуретановых покрытий, включающий сложный полиэфир, олигоэпоксид, полиизоцианат и органический растворитель (3). Покрытия на основе данного состава имеют хорошие физико-механические свойства, стойки к морской воде и другим агрессивным средам.

1835420

Поставленная цель достигается тем,: что полиуретановая эмаль, включающая полиэфир, олигоэпоксид, полиизоцианат и органический растворитель, в качестве полиэфира содержит простой трех" 2р функциональный полиэфир полиоксипропилентриол (мол.м. 450-550), в качестве олигоэпоксида - эпоксидную диа. новую смолу (содержание эпоксидных групп 22,04), в качестве полиизоциа25 ната - полиядерный продукт полимериэации дифенилметандиизоцианата (со" держание NCO-групп 29-303), в качестве растворителя - этилацетат, бу.тилацетат, циклогексанон, ксилол, 3р метилэтилкетон или их смеси: этилацетат, бутилацетат, ксилол и циклогексанон в соотношении 1:1:2:0,5, атил" ацетат, бутилацетат и ксипол в соотношении 1: 1:2, и дополнительно - наполнитель-пигмент следующего состава, мас. Ф:

Черный или красный железоокисный . пигмент 18,0-20,0

Барит 41,0-52,0

Иикротальк 10,0-15,0

Графит 6,0-7,0

Углеродная сажа 13,0-16,5

40

Алюминиевая пудра 0 5-1,0 при следующем соотношении компонен. тов, мас.3:

Полиядерный продукт полимеризации дифенилметандиизоцианата 22,5"28,1

Полиоксипропилентриол с мол.м, 450-550 16,5-18)3

Укаэанная эпоксидная диановая смола . 17,2-19,4

Наполнитель.-пигмент 16,0-22,4

Указанный органи.ческий раствори-. тель

S0

Остальное

Недостатком известного состава является то, что он не обладает морозостойкостью и имеет более низкие адгеэию и влагост йкость. Кроме того улучшенные свойства покрытий данного состава реализуются только при повы. шенных температурах сушки. Композиция имеет до 504 органических раст" ворителей, что делает ее экологичес- 1р ки несовершенной.

Цель изобретения - придание поли уретановой морозостойкой эмали повышенной адгезии к металлу и влагостойкости. 15

Полиуретановая эмаль представляет собой рвухупаковочную систему,включающую основу и полиизоцианатный отверритель.

Эмаль готовят следуюшим образом.

Наполнитель-пигмент диспергируют в бисерной мельнице в 204-ном растворе полиоксипропилентриола до степени перетира не менее 30 мкм по "клину" (ГОСТ 6589"74), соотношение пигмента к раствору полиоксипропилентриола 50:50, получают пигментный полуфабрикат, Основу получают путем смешения пигментного полуфабриката, полиоксипропилентриола, эпоксидной диановой смолы и органического растворителя. Яля приготовления эмали по рецептурам, указанным в табл. (состав наполнителя-пигмента приведен в табл. 2), к основе прибавляют отвердитель и тщательно перемешиваютт, Для исследования свойств покрытий эмаль с вязкостью 17-20 с (по В3-4) наносят безвоздушным распылением, наливом, кистью, валиком на предварительно очищенные стальные поверхности и отверждают при температуре 1530 С в течение 3-4 ч. Свойства предлагаемых покрытий, контрольных и прототипа приведены в табл. 3.

Испытания физико-механических свойств покрытий проводились по ГОСТИрованным методикам.

Устойчивость к низким температурам проверяли, исследуя изменения некоторых физико-механических свойств покрытий при действии температур (минус 30+2) С и (минус 60+2) С, помещая образцы на (5,0 0,2) ч в криостат.

Действие более низких температур вплоть до температуры жидкого азота на свойства пленок изучали при: циклическом изменении температуры. Образцы выдерживали (15+1) мин, при (минус 180+5) С, а затеи (15Ы ) мин при (25+2) С. Продолжительность испытаний равнялась 10 циклам.

Эффективность защитных свойств полиуретановых эмалей, используемых в качестве покрытий при совместном воздействии влаги и низких температур проводили по методике (4). Кинематические кривые сорбции влаги незащищенных полимерных образцов и защищенных полиуретановой эмалью демонстрируют явно выраженные защитные свойства полиуретанового покрытия (рисунок), 5 18

Как видно из табл. 3, использование в эмали простого трехфункционального полиэ(>ира - полиоксипропилентриола, эпоксидной Риановой смолы, полиизоцианата - полиядерного продукта полимеризации дифенилметандиизоцианата в сочетании с комплексным пигментом-наполнителем позволяет получить морозостойкое (антикоррозионное покрытие с повышенной адгезией, значительно снизить содержание растворителя в эмали (до 206).

Высокое содержание нелетучей части полиуретановой эмали обеспечивает пониженную взрыво- и пожароопасность при ее использовании, снижает загрязнение окружающей среды, экономит расход растворителей, Положительный эффект может быть достигнут при использовании компонентов в указанных пределах. Отклонения от предлагаемого состава. приводит либо к снижению морозостойкости покрытия - адгезия, например, после испытания на холоде падает в 1,5-3 раза (пример 7 и 8}, либо к падению исходной адгезии в 3 раза (пример 10) и защитных свойств в 1,5 раза, а также ухудшает Физико-механические свойства покрытий.

Повышение или пони>хение содержания любого из компонентов пигментанаполнителя снижает морозостойкость (примеры 13 и 14) и водостойкость в 1,5 раза (пример 14), либо ухудшает внешний вид покрытия и снижает физико-механические свойства покрытий.

16, 5-18, 3

22,5-28,1

16,0-22,»

Полиуретановая эмаль, включающая полиэфир, олигоэпоксид, полиизоцианат и органический растворитель, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с

Тайлнца 1

Состав попиуретаномм зиалей

Содервание компонентов, нас.2

Компонент

Прерлагаемнй по примеран (2 (3 4 TÁ j 6

13 14

Полииаоцианат - поли-. ярерный продукт полинериаацнн рлфенилнетандииаоцманата (ТУ 113-03-.

603-86) 22,5 25,2 28,1 24,9 25,2 25 ° 2 21 8 28 4 27,9 22,6 25,2 25,2 25,2 25,2

Полиокеипропилентриол (ТУ 6-05-1679-83) 17,9 1 8, 0 18, 3 16,5 18,0 18,0 18, 0 18,3 19 4 1 5, 5 18, 2 18,2!

8 ° 2 18,2

Эпоксидная дианоеал смоле (ГпСТ 10587-84) 17,6 17 ° 6 19,4 17,6

19,2 16,0 19,2 19,2

17,6

19,2

14 1 17,5 18,3 17,4 17,4

19,2 15 2 23 6 19,2 19 2

17,4 17,4

19,2 19,2

17,2

22,4

21 0

19,2

Пигмент-наполннтель

35420 6 целью придания морозостойкости, повышения адгезии к металлу и влагостойкости, она в качестве полизФира содержит полиоксипропилентриол с мол.м. 450-550, в качестве олигоэпоксида - эпоксидную диановую смолу с содержанием эпоксидных групп 22,06, в качестве полиизоцианата - полилдер1п ный продукт полимеризации дифенилметандиизоцианата с содер>ханием изоцианатных групп 29-303, в качестве растворителя - этилацетат, бутилацетат, циклогексанон, ксилол и метилэтилкетон или смесь этилацетата бутилацетата ксилола и циклогексанона в массовом соотношении 1:1:2.0,5,соответственно или смесь этилацетата, бутилацетата и ксилола в массовом со2О отношении 1:1:2 и соответственно дополнительно содер>хит пигмент состава, мас.. 4.

Черный или красный железоокисный пигмент 18,0-20,0

Барит 41,0-52,0

Иикротальк 10,0-15,0, Графит 6,0-7,0

20 Углеродная сама 13,0-16,5

Алюминиевая .пудра 0,5-1,0 при следующем соотношении компонентов, мас. 62

35 Полиоксипропилентриол с мол.м.

450-550

Указанная эпоксидная диановая смола 17,2-19,4

48О Указанный полиядерФормула и з о б р е т е н и я ный продукт полиме ризации дифенилметандиизоцианата

Пигмент

Указанный органический растворитель Остальное.

1835420

Продолжение табл. 1

Содертвнесе конпонентов, нас.В

Конпонент

Преглагвеиыо по прннеран

Контрольный

i* t 1 ") Г

6 (91 ° 1 1 1

Органический растворитель с

20,О го,о этилацетат бутнлацетат

2О,О

29,0

20>0

20,0

66С >6>>O/> циклогексвнон не ты лэтилкетон

20,0

20 0

20 ° 0 снес ° этилацетат > бутилацетат, кснлол и цнклогвксанОн

° С ООТ>6>>ЕЕ Ннн

161 260 5 снесь с этилацетат > бутилацетат и кснлол е соотноеении 1:162

20>0

20,0

Таблица 2

Cocrae пигиентв-нвполнитеея

Содернание ко>всонентов, нас А

Компонент

Предлагаемый по прннерви ..1:* 1...(f

)> I>

Черный иелеэоокисный или красный ивлево«, окисный пигмент (ТУ 6-10-944-75) 19,4 19,4 19>4 19,4 18,0 20,0

43,1 49,8 45,7 43,2

46,7 45,7 46,7 46,7 52,0 41,0

52,6 39,7

46 ° 5 46,3

Графит (ГОСТ 5420-74) 6,5 6,5 6,0

7,0 6,1 6,9

6,0

6,6 6,0 7,0 5,5 7,5

6,5 6,5

11 6 17,3 316,2 16,4

0,6

0,6

0,6 10 >

1 2 0,3

Таблица 3

Свойстве покрытий

Состав

Свойства

Прототип

16> >

Преллагаеиыд по прннеран

0>75 0,7!. 0,85 0,75 ., 0,72 0,62 0,84 0>64 0,80 0,70 0,80 0,75 О ° 70 0,80 0,75

5 0 начальная после циклических испытаний е азоте

З,о

5,0 5,0

5,0

3,5 4,0 4,5 5,0

3,0 3,5 4,5 4,5

4,0

3,0

4,0

3,0

3,5

3,5

5,0

5,0

5,0

4,0

3,0

3,0

5>0 5,0

5,0 5,0

5,0

5,0

5 О

5,0

5>0

5,0

Алгеэия к стали нетолон отрыва, Ирв (ГЛСТ

15140-76) 7,0 начальная

ПОСЛЕ ЦНКСЬ>ческих испытаний в вяоте

Ь,! 11,1 14,1 19,2 6,7

3,3

Бврит (ту 6-10-944-75)

Иикротвльк (ГОСТ 19284- 74) Сана (ГОСТ 7885-86)

Алюниниевая пудра (rOCT 5494-71).

Относительная тверс>ость по

ИЭ-3, отн.ед. (ГОСТ 52ЭЭ-67) !

Прочность пленки при ударе на

Х1-Д>:Ипв (ГОСТ 4765"73) нос м >ц>оип раянввния при минус 30 С нинус 60 0

20 О 20 О

20 О

16 О -18,5 21 4 18,0 18,0 20,0 19,8 19>0 !0 4 (0,4 10,>с 10,4 10>0 15>0 15,0 9;5 10>0 15 ° 4 10,0 15,0 !0,8 10>5

163 16 ° 3 16>3 163 13>0 165 1SO 145 163 162

0,7 9>7 0,7 . 0,7 1,0 0,5 0,8 0,8

5>0 5 Î 5,О 5>0 5>0, 5,0 5,0 З,5 5 0 4>0 5 Î 5,0 5 0 4 0

5,0 5 О 5,0 S,Р 3.0 3,0 3 ° 5 3,0 4,0 5,0 3,5

20,2 2 6 О 21 ° 9 20,8 21,3 22,1 17,1 14 3 10,8 7,3 16,9 17,3 20,0 13,8

160 22>9 19Э 18>9 190 19>4 8>2 52 53 10

Саоаства ПротоПредлагаемьй по примерки

19 ° 7 20,6 21,2 7,3

19,! 20,1 20,6 6>1

19,8 23,2 20,9

19,3 22,1 20,4

11 8 15 О 18 5 5 1

11,8 14,8 18,0 4,9

10,1 13 ° О 5,7

8,3 10,5 4,9

Преломление табл.

Состав

ПротоТНП

Саорстеа

Предлагаемы. по примером

1 2 j Э 4 5

6 7

7,2 . 7,0 6,5 8,0

6 ° 5 9,2 4,1 7,1 6,5

8 5 6>0 8,1 7,5

6,2 после NNNIOIческих испи тамий а азота

6,4 7,0 3,0 4,0 4,5

4,5 5,3 6 ° О 6,2

7,5 6,0 7,0 6,2 6,1

Э,5 ревнваннл у

>в>иус 3

ION>ye 6dt

7,0 6,8

6,5 6,3

7,0 3,5

6,2 3,5

4>5 l ° 5 4>7 5,5 6.3 6,8

4>l 3,9 4,6 5,4 6,1 6,5

8,2

6,3

8,5 9,0

В,0 6,0

8,0

6,1

5,0

4>1

1,2

1,6 1,0

1,3 1,5

Э,5 иачальиал

IlOCJle NDONO разиааннн прн минус 3INC 5,4 л

3 ° 1 3,8 2,3 3,2

1,8 1,1

1 ° .3 1,2 4 ° 5 3,2 3,4 4,6

1,4 1,6 сопепоглсааемюс таь началь пал

1,0 1,4

1 5 0,8

3,0 морской води 260

>=:истиллиро

° аинод аорм

600 700 800 . 700 800 800

hocIIe проне рави ванин при минус 30 С 4 ° 7 минус 60 С 4,1

Эластичность по

Эриксону, ни (ГОСТ 6806-73) начальнал . 6, О

0lla ronorlloeee1 месть пленок,2: (ГОСТ 21513-76)

° одопогловаеМЕСТ б

Сторкостб к сте тичес>тои!> юзам стано зз>лкостед сут. (ГОСТ

9.403-80) )

1 Продолненме табл. 3

1 1 2 > J ° i> ) > 7

11 30 18 19 г ° 5 18 35 18 20

О ° 9 !>О 2,3 1,6 1,8 2,1 . 1,7 2>6 1,4 1,8

1300 1300 1300 1300 1300 1300 1000 1000 900 1000 1000 1000 1000 1000

900 900 900 . 900 900 900 700 700

1835420

0,4

0,2, 0,08

0,04

0,02

Редактор

Заказ 2976 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101, сбэ

0,б

Составитель Т.Кадурина

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова